[發明專利]一種基于數字水印與能量均衡的無線傳感器網絡路由方法

有效

• 申請號: 201710322893.5
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN107249188B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 安玲玲;辛悅;王群;裴慶祺
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04W12/02
• 分類號: H04W12/02;H04W12/06;H04W40/10;H04W40/32
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 黃偉洪

本發明公開了一種基于數字水印與能量均衡的無線傳感器網絡路由方法，主要解決現有方法未能充分考慮網絡節點能量均衡以及未能有效實現數據安全傳輸的缺陷。該方法首先生成水印并將其嵌入到待傳輸的數據包中，然后在綜合考慮距離、安全度與剩余能量的基礎上，引入節點質量評估度進行下一跳節點的優化選擇，隨后，通過對接收數據包中水印的檢測判斷該數據包是否在傳輸過程中遭受篡改，并自適應地調整節點安全度，最終實現無線傳感器網絡中數據的安全有效傳輸。本發明提高了無線傳感器網絡的網絡壽命，更好地實現了下一跳節點的優化選擇，具有節點能量均衡以及數據安全認證的優點，整體性能優于同類方法，可用于無線傳感器網絡的路由選擇。

技術領域

本發明屬于無線傳感器網絡安全技術領域，尤其涉及一種基于數字水印與能量均衡的無線傳感器網絡路由方法。

背景技術

無線傳感器網絡由部署在監測區域內大量的微型傳感器節點組成，其目的是協作地感知、采集、處理和傳輸網絡覆蓋區域內的監測信息。無線傳感器網絡在環境監測、醫療護理、軍事和搶險救災等領域中具有廣泛應用。由于傳感器節點普遍采用電池供電，節點能耗的均衡性成為影響網絡壽命的主要因素。同時，由于網絡攻擊者的蓄意破壞，無線傳感器網絡數據傳輸的準確性和安全性至關重要。因此，如何在保證數據傳輸安全性的基礎上均衡節點能耗、延長無線傳感器網絡的生命周期，是無線傳感器網絡路由方法面臨的挑戰性問題，引起了研究者們的廣泛關注。BradKarp等人在“GPSR:Greedy Perimeter StatelessRouting for Wireless Networks”(《Proceedings of the 6th Annual InternationalConference onMobile Computing andNetworking》2000，243-254)中提出了一種名為GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing)的路由算法，該方法基于網絡節點間距離利用貪婪算法與右手定則實現路由選擇。該方法存在的不足之處是：由于該方法只將網絡節點間的距離作為選擇下一跳節點的判定因素，難以充分利用網絡中的節點能量。湖南科技大學申請的專利“無線傳感器網絡中基于校驗碼的數據可靠性保護方法”(申請號：201510432030.4，申請公開號：CN 105072618A)中公開了一種無線傳感器網絡中基于校驗碼的數據可靠性保護方法。該方法利用數字水印技術，通過對比信任度閾值來判斷數據可靠性。該方法存在的不足之處是：當檢測到數據包被篡改時，僅通過對比信任度閾值來決定接收或丟棄數據包，未能對數據包傳輸路徑的安全性進行標定，因此該方法不能有效保護數據傳輸的安全性。

綜上所述，上述路由方法未能充分考慮無線傳感器網絡中節點能量均衡，未能有效實現無線傳感器網絡數據安全傳輸。

發明內容

本發明的目的在于克服上述已有技術的不足，提供一種基于數字水印與能量均衡的無線傳感器網絡路由方法，在綜合考慮距離、安全度、剩余能量的基礎上，引入節點質量評估度進行下一跳節點的最優選擇，旨在解決現有無線傳感器網絡路由算法存在的未能充分考慮網絡節點能量均衡以及未能有效實現數據安全傳輸的問題。實現本發明目的的具體思路是，首先生成水印并將其嵌入到待傳輸的數據包中，然后在綜合考慮距離、安全度與剩余能量的基礎上，引入節點質量評估度進行下一跳節點的優化選擇，隨后，通過對接收數據包中水印的檢測判斷該數據包是否在傳輸過程中遭受篡改，并自適應地調整節點安全度，最終實現無線傳感器網絡中數據的安全有效傳輸。

進一步，所述的一種基于數字水印與能量均衡的無線傳感器網絡路由方法包括以下步驟：